Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1969.pdf: 942770 bytes, checksum: 1027d4b0af7300f6bce910182824540d (MD5) Previous issue date: 2007-07-10 / Universidade Federal de Minas Gerais / Methyl parathion (MP) is an organophosphorus insecticide used worldwide in agriculture and aquaculture due to its high activity against a broad spectrum of insect pests. In a first phase of the study, specimens of matrinxã (Brycon cephalus) were exposed to a sublethal concentration (2 mg.L-1, 1/3 of the 96h-LC50) of MP (Folisuper 600®, MP 600 g.L-1) for 96h, and their heart rate (fH), oxygen consumption ( 2 O V& ), gill ventilation ( G V& ), and oxygen extraction (EO2) were measured, during normoxia and in response to graded hypoxia. The fish developed a significant bradycardia during moderate hypoxia, which was higher for the MP exposed group. 2 O V& was kept constant over a wide range of O2 tensions of inspired water (PiO2), until he critical oxygen tensions (PcO2), 35 mmHg for control group and 52 mmHg for the MP exposed group, respectively, were achieved. G V& increased following the changes in 2 O V& and was the result of an accentuated increase in breath volume, rather than in breath frequency. Oxygen extraction was kept almost constant at about 56% for both experimental groups, regardless of ambient oxygen tensions or MP exposure. We used an isometric muscle preparation to test the effect of a single 96h MP exposure to 2 mg.L-1 of MP on the heart excitation-contraction coupling of B. cephalus. Ryanodine (a blocker of sarcoplasmic reticulum Ca2+ release) reduced the force of contraction by approximately 70% in B. cephalus ventricle, suggesting that this species utilizes the intracellular Ca2+ storages of the sarcoplasmic reticulum (SR) during routine contractions. MP exposure resulted in a significant decrease in force development and an increase in the time to half relaxation (THR), providing evidences of the effect of MP on intracellular Ca2+ stores. Cardio-respiratory responses to MP can be attributed to damage caused to the gill epithelium, which results in impaired gas exchange. Effects of MP exposure to the ventricular myocardium correspond to the SR Ca2+ storages impairment and to cholinesterase inhibition in nerves supplying the heart. / O metilparation (MP) é um inseticida organofosforado usado mundialmente na agricultura e aqüicultura devido à sua alta atividade contra uma grande variedade de insetos. Em uma primeira fase do estudo, espécimes de matrinxã (Brycon cephalus) foram expostos a uma concentração subletal (2 mg.L-1, 1/3 da CL50-96h) de MP (Folisuper 600®, MP 600 g.L-1) por 96h, e sua freqüência cardíaca (fH), consumo de oxigênio ( 2 O V& ), ventilação branquial ( G V& ) e extração de oxigênio (EO2) foram medidos, em normóxia e em resposta à hipóxia gradual. Os peixes desenvolveram uma bradicardia significante em hipóxia moderada, que foi maior para o grupo exposto ao MP. A 2 O V& foi mantida constante em diversas tensões de O2 da água inspirada (PiO2), até que as tensões críticas de O2 (PcO2), de 35 mmHg para o grupo controle e de 52 mmHg para o grupo exposto ao MP, respectivamente, foram alcançadas. A G V& aumentou, seguindo as mudanças na 2 O V& , e foi o resultado de um acentuado aumento no volume ventilatório (VT), mais do que na freqüência respiratória (fR). A extração de O2 foi mantida constante em aproximadamente 56% para ambos os grupos experimentais, independentemente das tensões de O2 ou da exposição ao MP. Foram usadas preparações musculares para se testar os efeitos de uma exposição à 2 mg.L-1 de MP por 96h no acoplamento excitação-contração do coração de B. cephalus. A rianodina (um bloqueador da liberação de Ca2+ pelo retículo sarcoplasmático) reduziu a força de contração em aproximadamente 70% no ventrículo de B. cephalus, sugerindo que esta espécie utiliza as reservas intracelulares de Ca2+ do retículo sarcoplasmático (RS) durante contrações em steady-state. A exposição ao MP resultou em uma diminuição significativa na produção de força de contração e um aumento no tempo para 50% de relaxamento (THR), fornecendo evidências do efeito do MP nas reservas intracelulares de Ca2+. As repostas cardiorespiratórias ao MP podem ser atribuídas aos danos causados ao epitélio branquial, resultando em prejuízo nas trocas gasosas. Os efeitos da exposição ao MP no miocárdio ventricular correspondem ao prejuízo na utilização das reservas intracelulares de Ca2+ e à inibição da acetilcolinesterase na inervação do coração.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1659.pdf: 645648 bytes, checksum: 6374964c1d7092a983850eef50d2bd02 (MD5) Previous issue date: 2008-01-24 / Universidade Federal de Minas Gerais / The ability to sense and respond to oxygen availability in the environment is of extreme functional importance for fish. This is even more so in tropical freshwater habitats where environmental hypoxia can occur rapidly in space and time. Recent physiological studies on the cardio-respiratory response of tropical fishes have focused on hypoxia tolerant species. This aim of this study was to examine the neural control and function of the cardio-respiratory system in a fish that is adapted to living at high levels of oxygen. Trairão, Hoplias lacerdae was chosen because it is a member of the Erythrinidae family, in which most of species are hypoxia tolerant, including some where the O2 receptors has already been characterized. The study focused on investigation of the localization, distribution and orientation of chemoreceptors of O2 in trairão. Also how the cardio-respiratory parameters were modified by hypoxia. The fish were submitted to selective denervations of the branchial branches of the cranial nerves IX and X. These were, (1) only IX nerve sectioned at the 1st gill arch (IX; n = 9), (2) first gill arch both IX and branch of X sectioned (G1; n = 9), (3) all four gill arches both IX and X sectioned (G4; n = 8), (4) a control group (n = 8) and (5) a sham-operated group that underwent surgery but no nerves were sectioned (n = 4). A cannula was inserted into the ventral aorta to monitor changes in heart rate and blood pressure. Ventilation rate and amplitude was also monitored with a cannula through the roof of the buccal cavity. The fish were exposed to a gradual hypoxia from 140 to 10 mmHg. Either the internal and external surfaces of the gill were treated with NaCN to determine the receptors orientation. Results showed that the receptors related to the heart rate control and ventilation amplitude were distributed over all gill arches on both the internal and external surfaces, and the branches of the both nerves IX and X were involved in these responses. This pattern differs from that observed for the ventilation rat. The receptors involved in the control of this response are located internally to the first gill arch. Tairão also showed blood pressure control chemorecptors on the first gill arch, involved in a very efficient barostatic control. Extrabranchial O2 chemoreceptors were not identified in trairão. This differs from the hypoxia tolerant fish, where extrabranchial chemoreceptors are important to start the cardio-respiratory responses the most fast and accurate possible / A capacidade de sentir e responder às variações de oxigênio no ambiente é de extrema importância para peixes. Isto é mais acentuado em ambientes dulceaquícolas tropicais onde a hipóxia ambiental ocorre freqüentemente. Estudos recentes sobre respostas cardio-respiratórias em peixes tropicais têm enfocado espécies tolerantes à hipóxia. O foco do presente estudo foi examinar o controle neural e a função cardio-respiratória de um peixe adaptado a ambientes bem oxigenados. O trairão, Hoplias lacerdae foi escolhido por pertencer à família Erythrinidae, que apresenta a maioria das espécies tolerantes à hipóxia, incluindo algumas onde os receptores de O2 já foram caracterizados. O foco do estudo foi investigar a localização, distribuição e orientação dos quimiorreceptores de O2 em trairão, bem como os parâmetros cardio-respiratórios são modificados pela hipóxia. Os peixes foram submetidos à denervações seletivas dos ramos branquiais dos nervos cranianos IX e X. Os grupos foram: (1) apenas nervo IX seccionado do 1o arco branquial (IX; n = 9), (2) primeiro arco, ambos IX e ramo do X seccionados (G1; n = 9), (3) os quatro arcos, ambos IX e X seccionados (G4; n = 8), (4) grupo controle (n = 8) e (5) grupo sham-operated , que passou por cirurgia, mas não teve os nervos seccionados (n = 4). Uma cânula foi inserida na aorta ventral para monitorar freqüência cardíaca e pressão arterial. A freqüência e a amplitude ventilatórias foram monitoradas por uma cânula no palato da cavidade bucal. Os peixes foram expostos à hipóxia gradual de 140 a 10 mmHg. Ambas as superfícies, interna e externa, das brânquias receberam tratamento de NaCN para determinar a orientação dos receptores. Os resultados mostraram que receptores relacionados ao controle da freqüência cardíaca e amplitude ventilatória estão distribuídos por todos os arcos branquiais, orientados tanto interna quanto externamente, e ambos os nervos IX e X estão envolvidos nesta resposta. Este padrão difere do observado para a freqüência respiratória. Os receptores envolvidos no controle dessa resposta localizam-se internamente no 1o arco branquial. O trairão também possiu quimiorreceptores de O2 envolvidos no controle da pressão arterial apenas no primeiro arco branquial, participando de um controle barostático eficiente. Não foram identificados receptores de O2 extrabranquiais em trairão. Este padrão difere da maioria dos peixes tolerantes à hipóxia onde os estes receptores são importantes para iniciar rapidamente as respostas cardio-respiratórias à hipóxia

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2154.pdf: 1198226 bytes, checksum: cd7dbdada21da7e62cc8a0697ce8e5e1 (MD5) Previous issue date: 2008-10-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / Trichlorfon (TRC) is a selective organophosphate compound (OPC) widely used to control a variety of arthropod pests, both as an agricultural insecticide and zoo vermicide. In Brazilian fish cultures, TRC is largely used to control Lernaea sp and Argulus sp, two common ectoparasites causing epizooties. The recommended doses vary from 0.1 to 1.0 mg.L-1, but farmers often apply excessive amounts of TRC in fish and agriculture farm management. The goal of this work was to evaluate the sublethal effects of TRC (0.5 mg.L-1 trichlorfon NEGUVON®, during 96 h exposure) on in vivo and in vitro cardio-respiratory function of Nile tilapia, Oreochromis niloticus. The exposure to TRC caused cardiac hypertrophy which would be probably related to the hypertensive effect of the OPCs and/or to the oxidative stress induced by TRC in the heart. TRC not only decreased oxygen uptake ( V& O2 ) values but also increased markedly the critical oxygen tension (PcO2), reducing the ability to maintain a constant O2 uptake. Gill ventilation ( G V& ) increased significantly and progressively in both experimental groups to maintain 2 V& O during hypoxia. These increases in G V& were characterized by larger increases in the tidal volume (VT), whereas respiratory frequency (fR) changed little. A possible explanation for the reduced fR recorded for the TRC group would be a rapid effect of the OPCs in the respiratory nerves due to its anticholinesterasic effect. The lower fR induced by TRC exposure affected G V& during severe hypoxia as this group presented higher VT values, when compared to the controls (C group), only in normoxia and moderate hypoxia. The exposure to TRC significantly reduced heart rate (fH) in all the experimental PO2, when compared to control values. Both C and TRC groups maintained a constant fH and bradycardia was developed at 20 mmHg. The reason for the early reduction in 2 V& O without hypoxic bradycardia could be the inhibition of the oxygen sensors located in the gills by OPCs, which block the hypoxic bradycardia reflex or, alternatively, an indication that this OPC acts directly on the respiratory nerves and not via the central nervous system. The most remarkable effect of TRC exposure in heart muscle preparations was a significant decrease in force development, when compared to C group. Increases in extracellular Ca2+ concentration caused a positive inotropic effect in both experimental groups, but not sufficient to restore the values developed by the controls in TRC group, which indicates that extracellular Ca2+ availability is not a predominant factor to counteract the negative inotropism caused by TRC. In both experimental groups, contractile force decreases as stimulation frequency increases, resulting in a negative force-frequency relationship. However, exposure to TRC changed the curve of maximum frequency downward due to its negative effect on force development, showing that the pumping capacity is also injured by this OPC. Taken together, the results show that TRC significantly impairs the Nile tilapia s cardio-respiratory function, reducing the species capacity to survive prolonged hypoxic conditions. / O trichlorfon (TRC) é um composto organofosforado (OP) amplamente utilizado para o controle de uma variedade de artrópodes parasitas, tanto como inseticida na agricultura quanto como vermicida. Em pisciculturas brasileiras, o TRC é utilizado para controlar infestações por Lernaea sp e Argulus sp, dois ectoparasitas causadores de epizootias. Para esse fim, as doses recomendadas variam de 0,1 a 1,0 mg.L-1, embora doses excessivas sejam comumente aplicadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da exposição a uma dose subletal de TRC (0,5 mg.L-1 triclorfon - NEGUVON®, durante 96 h) sobre a função cardiorespiratória in vivo e in vitro de tilapia-do-Nilo, Oreochromis niloticus. A exposição ao TRC causou hipertrofia cardíaca possivelmente devido ao efeito hipertensivo dos OPs e/ou pelo estresse oxidativo induzido pelo TRC no tecido cardíaco. O TRC reduziu a taxa metabólica ( V& O2 ) e aumentou marcadamente a tensão crítica de O2 (PcO2), reduzindo a capacidade de manutenção da 2 V& O constante. A ventilação branquial ( G V& ) aumentou significativa e progressivamente em ambos os grupos experimentais para manter a 2 V& O durante a hipóxia. Os aumentos na G V& foram caracterizados por aumentos no volume ventilatório (VT), enquanto que a freqüência respiratória (fR) alterou muito pouco. Uma possível explicação para os menores valores de fR registrados para o grupo TRC seria o rápido efeito dos OPs sobre os nervos respiratórios devido aos seus efeitos anticolinesterásicos. A menor fR induzida pelo TRC afetou a G V& durante a hipóxia severa, uma vez que este grupo apresentou maiores valores de VT em relação ao grupo controle (C) apenas em normóxia e hipóxia moderada. A freqüência cardíaca (fH) foi significativamente reduzida pelo TRC em todas as PO2 experimentais. Ambos os grupos experimentais mantiveram a fH constante, desenvolvendo bradicardia apenas a 20 mmHg. A razão para a redução da 2 V& O antes da ocorrência de bradicardia hipóxica poderia ser a inibição dos sensores de O2 das brânquias pelos OPs, bloqueando, desta forma, o reflexo bradicárdico ou, alternativamente, indicando que o TRC estaria atuando diretamente nos nervos respiratórios e não via sistema nervoso central. O efeito mais marcante do TRC sobre o músculo cardíaco isolado foi a significativa redução na força de contração (Fc). Aumentos na concentração de Ca2+ extracelular causaram inotropismo positivo em ambos os grupos experimentais, mas não foram capazes de restaurar os valores controle para o grupo TRC, indicando que a disponibilidade de Ca2+ extracelular não é um fator predominante para reverter o inotropismo negativo causado pelo TRC. Em ambos os grupos experimentais, a Fc diminuiu durante os aumentos na freqüência de estimulação, resultando em uma relação força-freqüência negativa. Contudo, a exposição ao TRC deslocou a curva de freqüência máxima para baixo, devido a seu efeito inotrópico negativo, mostrando que a capacidade de bombeamento cardíaco também é prejudicada por este OP. Em conjunto, os resultados mostram que o TRC prejudica significativamente a função cardio-respiratória da tilápia-do-Nilo, reduzindo suas chances de sobrevivência a prolongados períodos de exposição à hipóxia ambiental.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3123.pdf: 1732601 bytes, checksum: 95a08dc70700db9a729e2895f7464b4d (MD5) Previous issue date: 2010-06-23 / Financiadora de Estudos e Projetos / Cyanobacteria, in favorable conditions can form large superficial masses of green color called blooms. Some genera of cyanobacteria are producing toxins, and during the bloom, there may be risks of contamination of water bodies and thus of those organisms that depends on this. Among the toxins produced by cyanobacteria, stands the microcystin. This type of toxin has pronounced effects on the liver, although it may show its effects in several organs. Moreover, it is the cyanotoxin which is more widely distributed in various types of ecosystems. The aim of this study was to examine the cardiorespiratory responses of Nile tilapia, Oreochromis niloticus, in control situation and 48 h after intraperitoneal injection of microcystin-LR (MC-LR - 100 μg.Kg-1 body weight) submitted to gradual hypoxia. Exposure to MC-LR decreased metabolic rate ( VO2 ) and significantly increased the critical O2 tension (PcO2), reducing the ability to maintain constant the 2 VO . The gill ventilation (Vg) increased significantly and progressively in both experimental groups in order to maintain 2 VO during hypoxia. Both groups showed the same pattern of respiratory response, while increases in G V& were characterized by increases in tidal volume (VT), while respiratory frequency (fR) remained little changed. However the magnitude of this response was markedly lower in the group exposed to MC-LR, showing that the toxin somehow interfered in the homeostasis of the animal preventing it from developing a respiratory response normal. The MC-LR also reduced the ability to extract O2 during acute hypoxia, probably due to its action injuring the gill tissues of infected animals. Heart rate (fH) was significantly reduced by microcystin-LR in all the experimental concentrations of O2. The control group developed bradycardia only in tension of 10 mmHg, while the group exposed to MC-LR has exhibited such a response to 20 mmHg. The direct effect of MC-LR on the cardiac tissue was probably the cause of the decrease in heart rate in the exposed group compared to the control and relative to their normoxic values. Together, the results of this study showed that exposure to MC-LR reduces the chances of survival of the species studied in hypoxic environments. / As cianobactérias, em condições favoráveis podem formar grandes massas superficiais de coloração verde intensa, denominadas florações. Alguns gêneros de cianobactérias são produtoras de toxinas, e durante as florações, pode haver riscos de contaminação da água e conseqüentemente dos organismos dependentes desta. Dentre as toxinas produzidas pelas cianobactérias, destaca-se a microcistina. Esse tipo de toxina apresenta efeitos pronunciados sobre o fígado, embora possa exibir seus efeitos em diversos órgãos. Ademais, é a cianotoxina que se encontra mais amplamente distribuída nos mais variados tipos de ecossistemas. O objetivo do presente estudo foi analisar as respostas cardio-respiratórias de tilápias-do-nilo, Oreochromis niloticus, em situação controle e após 48 h de injeção intraperitoneal de microcistina-LR (MC-LR - 100 μg.Kg-1 de peso corpóreo) submetidos à hipóxia gradual. A exposição à MC-LR reduziu a taxa metabólica, ( VO2 ) e aumentou significativamente a tensão crítica de O2 (PcO2), reduzindo a capacidade de manutenção da 2 VO constante. A ventilação branquial (Vg) aumentou significativa e progressivamente em ambos os grupos experimentais a fim de manter a 2 V&O durante a hipóxia. Ambos os grupos apresentaram o mesmo padrão de resposta respiratória, sendo que os aumentos na G V& foram caracterizados por aumentos no volume ventilatório (VT), enquanto que a freqüência respiratória (fR) se manteve pouco alterada. Entretanto a magnitude dessa resposta foi marcadamente inferior no grupo exposto à MCLR, mostrando que a toxina interferiu de alguma maneira na homeostase do animal impossibilitando-o de desenvolver uma resposta respiratória normal. A MC-LR também reduziu a capacidade de extração de O2 durante a hipóxia severa, provavelmente devido à sua ação lesiva nos tecidos branquiais dos animais contaminados. A freqüência cardíaca (fH) foi significativamente reduzida pela MC-LR em todas as concentrações de O2 experimentais. O grupo controle desenvolveu bradicardia apenas na tensão de 10 mmHg, enquanto que o grupo exposto à MC-LR já exibiu tal resposta a 20 mmHg. O efeito direto da MC-LR sobre o tecido cardíaco provavelmente foi a causa da diminuição da freqüência cardíaca do grupo exposto em relação ao controle e em relação aos seus valores normóxicos. Em conjunto, os resultados do presente trabalho mostraram que a exposição à MC-LR reduz as chances de sobrevivência da espécie estudada em ambientes hipóxicos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4529.pdf: 2076714 bytes, checksum: 1df4f04902a9028c198674f58c8cf42a (MD5) Previous issue date: 2012-08-31 / Universidade Federal de Minas Gerais / In fish the O2 chemoreceptors are mainly found in the gill arches and monitor the O2 tensions (PO2) of the inspired water (externally oriented) and/or the arterial blood (internally oriented). During hypoxia these receptors trigger cardiorespiratory adjustments in order to maintain an adequate O2 transfer to the tissues. The aim of the present study was to determine the O2 chemoreceptors distribution through the gill arches of Nile tilapia and the role of these receptors on the cardiorespiratory responses to hypoxia in this species. One buccal and two opercular canullae, and a pair of ECG electrodes were implanted in a group of intact fish (control group, n = 10; Wt = 258.4 ± 7.4 g). This procedure served to measure the following cardiorespiratory variables: respiratory frequency - fR, ventilatory tidal volume - VT, gill ventilation - VG , O2 extraction from the ventilatory current EO2, oxygen uptake - VO2 , and heart rate fH. After an overnight recovery period from surgery fish were subjected to the following O2 tensions during 40 min each: 140 (normoxia), 100, 70, 50, 30 e 20 mmHg. To verify the O2 receptors distribution in the gills, the first pair of gill arches was surgically extirpated (operated group, n = 10; Wt = 232.5 ± 8.8 g). After a recovery period of 4 days, operated fish were subjected to the same procedures described above for the intact ones. To examine the orientation of these receptors, other intact (n = 10; Wt = 259.6 ± 6.2 g) and operated (n = 10; Wt = 248.7 ± 6.5 g) groups had a PE catheter implanted into the buccal cavity, another catheter implanted inside the caudal vein and fitted with ECG electrodes to measure the following variables: ventilatory amplitude (Vamp), fR, and fH. Two internal injections (administered through the cannula into the caudal vein): a) 0.5 mL intravenous saline (0.9%), b) 0.5 mL intravenous NaCN (750 μg.mL-1 of NaCN in saline) and two external injections (injected by oral cannula): c) 1 mL H2O, d) 1 mL NaCN (750 μg.mL-1 of NaCN in water) were administered in both groups. The VO2 of operated fish was significantly lower only in severe hypoxia. Both bradycardia, and respiratory parameters were not abolished by ablation of the first pair of gill arches. EO2 of operated group remained about 18% lower than that of control group. The responses to internal and external NaCN included decreases in fH and increases in fR and Vamp. The cardiorespiratory parameters were attenuated in the operated group, indicating the presence of chemoreceptors, but not limited to the first gill arch. In Nile tilapia the O2 chemoreceptors are distributed beyond the first gill arch, probably through the four gill arches. Furthermore, these receptors are internally and externally oriented, possibly along all gill arches, triggering the cardiorespiratory adjustments necessary to face the hypoxic conditions at which the species is frequently subjected in its natural environmental conditions. / Em peixes, os quimiorreceptores de O2 são encontrados principalmente nas brânquias e são responsáveis pelo monitoramento das tensões de O2 (PO2) da água inspirada e/ou do sangue arterial. Frente à hipóxia esses receptores acionam ajustes cardiorrespiratórios para manter a transferência do O2 até os tecidos onde este gás é utilizado nos processos aeróbicos. O presente projeto teve por objetivo determinar a distribuição e orientação dos quimiorreceptores de O2 pelos arcos branquiais de tilápia-do-Nilo e o papel desses receptores nos ajustes cardiorrespiratórios desta espécie em resposta à hipóxia. Em um grupo de peixes intactos (grupo controle, n = 10; Wt = 258,4 ± 7,4 g) foram implantados uma cânula bucal, duas operculares e eletrodos de ECG para a medição das seguintes variáveis: frequência respiratória - fR, volume ventilatório - VT, ventilação branquial - V G , extração de O2 da corrente ventilatória - EO2, consumo de O2 - VO2 e frequência cardíaca - fH, nas tensões de O2 de 140, 100, 70, 50, 30 e 20 mmHg, sendo os peixes mantidos por 40 min em cada tensão. Para se verificar se os receptores se distribuem em todos os arcos branquiais foi realizada a extirpação bilateral do primeiro par de arcos (grupo operado, n = 10; Wt = 232,5 ± 8,8 g) e após 4 dias de recuperação foram realizados os mesmos procedimentos descritos para o grupo controle. Para a determinação da orientação dos quimiorreceptores, um outro grupo de peixes intactos (n = 10; Wt = 259,6 ± 6,2 g) e operados (n = 10; Wt = 248,7 ± 6,5 g) foram submetidos à implantação de uma cânula bucal, uma cânula inserida na veia caudal e eletrodos de ECG para a medição das seguintes variáveis: amplitude ventilatória - Vamp, fR, e fH. Esses animais foram submetidos a 2 injeções internas (administradas por meio da cânula na veia caudal): a) 0,5 mL intravenoso de salina (0,9%); b) 0,5mL intravenoso de NaCN (750 μg.mL-1 de NaCN em salina) e 2 injeções externas (injetadas por meio da cânula bucal): c) 1 mL H2O d) 1 mL NaCN (750 μg.mL-1 de NaCN em água). A VO2 dos peixes operados foi significativamente menor somente em hipóxia mais severa. Tanto a bradicardia, quanto os parâmetros respiratórios não foram abolidos com a remoção do primeiro par de arcos branquiais. A EO2 do grupo operado foi 18% menor do que a do grupo controle. As respostas internas e externas ao NaCN incluíram diminuição da fH, e aumento da fR e Vamp. Os parâmetros foram atenuados no grupo operado demonstrando a existência de quimiorreceptores, mas não exclusivamente no primeiro arco branquial. Em tilápia-do-Nilo, os quimiorreceptores de O2 não estão restritos ao primeiro par de arcos branquiais e monitoram tanto a PO2 do sangue arterial quanto da água inspirada. Os receptores são, provavelmente, distribuídos por todos os demais arcos, o que confere a esta espécie uma grande capacidade de ajustar as variáveis cardiorrespiratórias frente à hipóxia gradual que frequentemente ocorre nos ambientes em que vive em condições naturais.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:30:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseRDO.pdf: 756445 bytes, checksum: dd46098f781f2c54d8f4d7f9d1c6bb92 (MD5) Previous issue date: 2003-04-25 / Universidade Federal de Sao Carlos / Tropical fish generally inhabit environments with high temperatures and low dissolved oxygen. Along the evolutionary process several species developed mechanisms of air-breathing in order to compensate the oxygen demands caused by the aquatic hypoxia. These mechanisms required anatomical, physiological and biochemical adaptations. Studies on the effects of hypoxia and temperature changes on fish involve the comprehension of the cardio-respiratory mechanisms of compensation. The present study was addressed to determine the cardio-respiratory and air-breathing responses of jeju, Hoplerythrinus unitaeniatus, which utilize the swimming bladder as an organ for accessory respiration in the air, submitted to gradual hypoxia after acclimation to 15, 20, 25 and 30oC. The oxygen uptake ( &VO2 ), gill ventilation ( G V& ) breathing frequency (fR), ventilation volume (VT) and the O2 extraction from the ventilatory current (EO2) were obtained for specimens of jeju (Wt = 209,7 ± 5 g) by flow-trough respirometry. The air-breathing frequency (fRA) and time spent in air-breathing (TRA) were determined by means of an experimental chamber specially constructed for this purpose. Independently of the acclimation temperature, jeju responded to hypoxia as an oxyregulator, i. e., the species was able to keep constant &VO2 in response to graded hypoxia until reach a critical oxygen tension (PcO2). The mean &VO2 values at each acclimation temperature, before reaching the PcO2, were: 47 ± 0,8 mlO2.kg-1h-1 (15°C), 82 ± 0,3 mlO2.kg-1h-1 (20°C), 104 ± 2,6 mlO2.kg-1h-1 (25°C) and 112 mlO2.kg-1h-1 (30°C). The PcO2 for each acclimation temperature were 28, 33, 41 e 52 mmHg, respectively. The increased reductions on PcO2 as acclimation temperatures rose from 15 to 30oC showed that this species presents partial compensation (or type 3 compensation) to temperature increases. Jeju increased the G V& to compensate the graded hypoxia due to higher increments on VT than in fR. This kind of compensation, however, was not enough to keep a constant EO2, which decreased gradually in response to graded hypoxia in all acclimation temperature. At 25 and 30°C the fH were significantly higher than at 15 and 20oC. Hypoxic bradicardia was not recorded at 15 and 20oC and at 25 and 30°C it only occurred below the PcO2. The different PcO2 were also the threshold for the development of accessory air-breathing in all acclimation temperatures. Increases in both fRA and TRA were inversely proportional to the water PO2 reductions and directly proportional to the acclimation temperature. / Peixes de água doce tropical vivem em ambientes de altas temperaturas e baixas concentrações de O2. Isto resultou, ao longo do processo evolutivo, na necessidade da tomada do ar atmosférico em várias espécies de peixes, a fim de compensar seus requerimentos metabólicos, o que requereu modificações anatômicas, fisiológicas e bioquímicas. Estudos sobre o efeito da hipóxia e da variação da temperatura ambiental nos peixes devem envolver o conhecimento dos mecanismos de compensação cardiorespiratória. Assim, o objetivo deste estudo foi determinar as respostas cardiorespiratórios e da respiração aérea de jeju (Hoplerythrinus unitaeniatus), que utiliza a bexiga natatória como órgão acessório de troca gasosa, após período de aclimatação nas temperaturas de 15, 20, 25 e 30°C e submetido à hipóxia gradual. As medidas do consumo de O2 ( &VO2 ), ventilação branquial ( G V& ), freqüência respiratória (fR), volume ventilatório (VT) e extração de O2 da corrente ventilatória (EO2) foram obtidas de exemplares de jeju (Wt = 209,7 ± 5 g) por meio de respirometria de fluxo constante. A freqüência (fRA) e o tempo da respiração aérea (TRA) também foram determinados utilizando-se de uma câmara especialmente desenvolvida para esta finalidade. Independentemente da temperatura de aclimatação, H. unitaeniatus comportou-se como um oxi-regulador, mantendo uma &VO2 constante por amplos intervalos de reduções de O2 até atingir a tensão crítica de O2 (PcO2). Nas diferentes temperaturas a &VO2 foi de 47 ± 0,8 mlO2.kg-1h-1 a 15°C, 82 ± 0,3 mlO2.kg-1h-1 a 20°C, 104 ± 2,6 mlO2.kg-1h-1 a 25°C e 112 mlO2.kg-1h-1 a 30°C. As PcO2 nas respectivas temperaturas foram de 28, 33, 41 e 52 mmHg. A redução crescente das PcO2 mostrou que esta espécie apresenta uma compensação parcial ou do tipo 3 aos aumentos crescentes na temperaturas de aclimatação. O jeju aumentou a G V& em resposta à hipóxia gradual valendo-se de maiores incrementos no VT do que na fR. Entretanto, este tipo de compensação não foi suficiente para manter uma constante EO2, a qual decresceu gradualmente em função da hipóxia. A fH a 25 e 30°C foi significativamente mais elevada do que a 15 e 20°C. A bradicardia hipóxica só foi registrada nas temperaturas de 25 e 30°C e somente ocorreu em tensão abaixo das respectivas PcO2. As PcO2 foram o limiar para o início da respiração aérea acessória em todas as temperaturas estudadas. Os aumentos na fRA, assim como da TRA foram inversamente proporcionais às reduções da PO2 da água e diretamente proporcionais às temperaturas de aclimatação.